静电纺钛酸钡纳米纤维压电纳米发电机的研究进展

压电纳米发电机作为满足可穿戴电子设备绿色和可持续能源需求的关键技术,已经吸引了广泛的研究兴趣。专注于静电纺钛酸钡(BaTiO3)纳米纤维在这一领域的应用研究。首先介绍了静电纺BaTiO3纳米纤维的制备流程以及纤维的结构特征。接着,讨论了BaTiO3纳米纤维压电纳米发电机的应用研究,展示了这些材料在能量转换和收集方面的巨大潜力。特别地,还探讨了如何通过不同的技术手段,如纳米纤维的定向排列和导电材料的添加,来优化这些发电机的性能。这些研究不仅提供了有关BaTiO_(3)纳米纤维制备的深入见解,还阐明了其在未来可穿戴设备和能量收集应用中的重要作用,展现出在智能材料和可持续能源技术领域的广泛应用前景。

聚酰胺6微纤增强聚丙烯复合材料制备及化学注塑发泡性能研究

将原位成纤(INF)和化学注塑发泡(CFIM)技术结合,研究了相容剂对聚丙烯/聚酰胺6(PP/PA6)复合材料微纤形貌、黏弹性、力学性能和CFIM行为的影响。结果表明,PP-g-MAH相容剂的加入显著减小了PA6分散相尺寸,得到平均直径约265 nm的PA6微纤均匀分布于PP基体中,微纤网络结构的存在和相界面的协同增强效应显著提高了INF复合材料力学强度,拉伸强度相比纯PP提升26.2%,冲击强度相比纯PP提升62%;基于自制的吸‐放热平衡化学发泡剂的CFIM实验,制备出泡孔尺寸62μm、泡孔密度近5×10^(5)个/cm^(3)的INF复合泡沫制品,实现了12%样品减重的同时,相比纯PP泡沫,比拉伸强度提高了17%,比冲击强度提高了46%。

不同金属氯化物催化制备聚甲基硅倍半氧烷气凝胶及其性能研究

分别以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为硅源,以氯化镁、氯化铜、氯化铝和氯化铁水溶液为酸催化剂,采用常压干燥工艺制备聚甲基硅倍半氧烷(PMSQ)气凝胶。结果表明:在MTMS溶胶中掺入氯化镁或氯化铜水溶液或在MTES溶胶中掺入氯化铝或氯化铁水溶液均可制备出轻质(69.0~96.0mg/cm^(3))、高强度(0.302~0.583MPa)、高热稳定性(≥550℃)和超疏水(145.6~151.6°)的PMSQ气凝胶。以氯化铁水溶液为酸催化剂制备的气凝胶密度最低,线性收缩率(3.2%)最小,压缩强度和最大压缩应变(87.2%±0.2%)最高。以氯化镁水溶液为酸催化剂制备的气凝胶的常温热导率[33.5mW/(m·K)]最低,可在温度低于600℃时不发生—CH_(3)的热分解反应,在800℃时的质量损失仅为7.2%,在100℃和200℃的恒温加热台上加热300s,其表面温度从30℃分别上升至42.6℃和70.6℃,体现出极好的绝热性能。

地黄饮子调节海马神经突触可塑性作用机制研究

目的:观察地黄饮子改善阿尔茨海默病(AD)模型小鼠学习记忆能力及对海马突触可塑性的影响,探讨AD治疗机制。方法:选用50只6月龄SAMP8小鼠构建AD动物模型,采用RANDBETWEEN随机函数将其分为模型组、盐酸美金刚组及地黄饮子低、中、高剂量组各10只,选用同龄SAMR1小鼠10只作为正常组。地黄饮子各剂量组及盐酸美金刚组按照给药剂量给予相应药物灌胃,正常组和模型组给予等体积纯水灌胃,连续给药12周。新物体识别、Morris水迷宫、巴恩斯迷宫法分别检测小鼠的学习记忆能力,在体海马场电位实验记录小鼠海马长时程增强(LTP)效应,免疫组化实验检测突触后致密蛋白-95(PSD-95)、突触素(SYN)蛋白水平的变化,蛋白质印迹法检测海马神经元NMDAR1、NMDAR2B、Ca2+在细胞内所结合钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)蛋白表达情况。结果:与模型组比较,地黄饮子各剂量组小鼠新物体识别系数增加,差异有统计学意义(P<0.001);在目标象限停留时间明显增加,差异均有统计学意义(P<0.05,P<0.01),且平台穿越次数增加,逃避潜伏期缩短;进入逃生箱所需时间减少,但差异无统计学意义(P>0.05),在逃生箱所在象限停留时间明显增加,差异有统计学意义(P<0.05)。在体海马场电位记录实验表明,高频刺激前各组小鼠fEPSPs斜率无明显差异,高频刺激后30 min、60 min地黄饮子各剂量组较模型组斜率增高,差异均有统计学意义(P<0.05)。与模型组比较,地黄饮子各剂量组CA1区海马神经元PSD-95蛋白、SYN蛋白表达水平上升;地黄饮子各剂量组CA3区海马神经元PSD-95蛋白、SYN蛋白表达水平上升。与模型组比较,地黄饮子各剂量组海马神经元CaMKⅡ、NMDAR1、NMDAR2B蛋白表达水平升高。结论:地黄饮子能改善AD模型小鼠的学习记忆能力,机制可能为通过调节海马神经元Ca2+维持神经突触可塑性,。

氮化硼改性超高分子量聚乙烯的摩擦学性能研究

通过高速球磨、热压成型制备超高分子量聚乙烯/氮化硼(PE-UHMW/BN)复合材料,研究了PE-UHMW/BN的硬度、摩擦学性能和力学性能。结果表明,BN的加入可以提高复合材料的屈服强度,但会降低复合材料的拉伸断裂应力和断裂伸长率,BN含量为3%(质量分数,下同)时,BN对PE-UHMW基体的屈服强度的提升效果最明显,同时对基体拉伸应力和断裂伸长率的影响最小;加入BN能明显降低PE-UHMW基体的摩擦系数,PE-UHMW/BN复合材料的摩擦系数随着BN含量的增加而下降,3%的BN对基体润滑性能的提升效果最明显,复合材料的摩擦系数相比纯PE-UHMW下降了60%,在BN含量为7%时润滑效果下降;在PE-UHMW基体中加入不超过3%的BN纳米片可以提高材料表面硬度,进而有效提高材料的抗磨损能力,但添加量为7%时由于团聚效应材料的表面硬度相对下降,材料磨损加剧,耐磨损能力下降。

球形观察窗用有机玻璃的银纹损伤:乙醇和温度协同作用

聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)基于良好的综合性能得到广泛应用,但遇到极性溶剂时很容易发生溶胀,导致银纹的产生甚至出现开裂,严重降低了材料的服役寿命。本工作以某球形观察窗用有机玻璃为研究对象,深入探讨退火温度、退火时间、溶剂(乙醇)处理时间等因素对PMMA微观结构的影响,以及银纹产生与单轴拉伸、三点弯曲、压缩变形等力学性能的关系,研究发现在PMMA的玻璃化转变温度98℃附近进行退火容易出现肉眼可见的大尺度银纹。银纹对于力学强度的影响较小,但会降低材料的断裂应变。

聚乳酸表面羧基化改性及细胞相容性研究

采用紫外活化二氧化氯自由基(ClO2·)氧化甲基的方法,在聚乳酸(PLA)表面接枝了羧基等含氧官能团,以增加PLA表面的亲水性和生物相容性。通过X射线光电子能谱分析和接触角分析,探究了改性后PLA表面元素组成的变化、最佳的氧化条件及氧化反应对PLA表面亲水性的影响。通过拉伸实验分析了氧化过程对PLA力学性能的影响。通过体外细胞增殖和细胞活性测试研究了改性后PLA表面的生物相容性变化。结果表明,羧基等含氧官能团在PLA表面成功生成;最佳氧化时间为10 min,最佳氧化温度为90℃,该条件下氧化后材料的表面接触角由82°降低至62.5°,表面亲水性得到改善;改性后PLA的拉伸强度不变,断裂伸长率略有下降;氧化后PLA表面显示出更好的细胞黏附能力和细胞增殖能力,更有利于细胞的生长。

国家关键基础设施电磁恢复力

随着国家关键基础设施建设规模和信息化水平的提升,其在高空电磁脉冲、有意电磁干扰和地磁暴等强电磁环境下的电磁安全逐渐受到了国内外的关注。强电磁环境属于小概率、高风险事件,其影响机理和评估方法与雷电、系统内过电压等常规电磁事件有较大不同,采用期望风险指标的常规可靠性分析方法难以有效评估管理强电磁环境相关风险。从电磁恢复力视角出发,提出了关键基础设施电磁安全的三棱锥模型,并重点以电网为例,探讨关键基础设施电磁恢复力的内涵和外延,并对开展电磁恢复力研究提出建议。

PCL/PLA共混物微孔发泡行为研究

通过熔融共混制备了不同聚乳酸(PLA)含量的聚己内酯(PCL)/PLA共混物,研究了PLA含量对共混物相形态以及流变性能的影响,并通过超临界CO2发泡研究了相形态及黏弹性对泡孔结构的影响。结果表明,随着PLA含量的增加,分散相的尺寸和密度均有所增加,并且PLA的添加提高了共混物的黏弹性。在超临界CO2发泡过程中,异相成核点增加,泡孔密度提高,且熔体强度的提高有效抑制了发泡过程中泡孔的塌陷,泡孔形貌得到改善,并且对孔隙率和开孔率进行了分析,给出了开孔机理。

基于放置分发阵列的云-边-端通算融合架构

随着6G的发展,云端、边缘端和终端节点间的协作是当下的研究热点,而Map Reduce则是面向大规模数据处理的并行计算模型。将Map Reduce与云-边-端架构相结合,提出基于放置分发阵列的云-边-端协同计算和传输设计架构。该架构充分利用云端和边缘端丰富的计算和存储资源,在边缘端和终端部署冗余计算任务,借助多播编码,成倍地减小云-边链路和边-端链路之间的通信负载,从而实现云-边-端之间通信与计算的协同,高效地服务终端的计算需求。

碳纳米管/纤维素在不饱和聚酯树脂中的分散性及力学性能研究

在超声改善MWCNT在不饱和聚酯树脂的分散性的基础上,通过非共价官能团化的方法引入处理过的天然填料柠檬酸化纤维素(CNFCA)来增强不饱和聚酯树脂,并采用偏光显微镜、旋转流变仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、万能试验机等对不饱和聚酯树脂纳米复合材料的结构和性能进行了研究。结果表明,MWCNT的加入可以使不饱和聚酯复合材料的拉伸性能提高,通过溶剂辅助超声的方法可以使MWCNT的分散性提高,从而进一步提高不饱和聚酯纳米复合材料的力学性能;CNFCA的加入使得不饱和聚酯树脂纳米复合材料的力学性能得到较大程度的提高;超声分散和研磨的方法可以有效地将CNFCA和MWCNT结合在一起,从而提高其在不饱和聚酯中的分散能力。

硅基气凝胶绝热复合材料的研究进展

SiO_2气凝胶因具有超轻、超低热导率和可设计强等优异特性在隔热保温领域具有广阔的应用前景,成为当前的研究热点。然而,SiO_2气凝胶强度低、韧性差、易碎和易吸湿等性能缺陷严重地制约了其在航空航天、军事装备和建筑等潜在承载领域中的应用。通过复合改性不仅能提高SiO_2气凝胶的力学、绝热和耐温性能,还能实现功能化并降低成本,因而在越来越多的应用领域中取得大量的研究成果。将硅基气凝胶绝热复合材料归纳为掺杂型、涂层型、互穿网络型和组合型4大类,分别阐述了其国内外研究现状,结合其存在的问题及工业技术发展需求展望了其未来发展趋势,以期为制备高性能、低成本的绝热复合材料提供参考。

聚乳酸/聚氨酯复合多孔材料制备及吸油性能研究

以聚乳酸(PLA)为基体,添加不同含量聚氨酯(TPU)熔融共混制备具有不同相形态的PLA/TPU共混物,基于超临界二氧化碳(scCO_(2))微孔发泡工艺,研究不同发泡温度下PLA/TPU复合多孔材料泡孔结构、发泡倍率和开孔率对样品吸油性能的影响。结果表明,随着TPU含量从10%(质量分数,下同)增加到50%,共混物从典型的“海⁃岛”相形态转变为部分共连续相形态,PLA基体黏弹性提升,结晶能力下降;PLA70组分发泡后泡孔结构更为均匀,随着发泡温度的增加,泡孔尺寸和发泡倍率先增大后减小,在94℃发泡温度下发泡样品发泡倍率达到29.1倍,最大开孔率75%;TPU的加入显著增加了PLA基体的弹性回复能力,94℃发泡温度下的发泡样品具有最大的抗压强度,永久形变量最小;针对硅油和环己烷的吸油测试发现对硅油的吸油量大于环己烷,发泡材料的吸油量与发泡倍率和开孔率的乘积成正比,针对硅油单次最大吸油量为10.4 g/g。

SiO2气凝胶骨架增强改性研究进展

分析SiO2气凝胶骨架增强改性的特点,阐述了共前驱体、化学添加剂、老化、表面改性和热处理工艺在SiO2气凝胶骨架增强方面的国内外研究动态和未来发展趋势,以期为设计并优化SiO2气凝胶的微结构及性能提供理论依据和方法。

多用户多边缘的公平卸载及优化策略研究

针对物联网设备计算密集和时延敏感的特点,边缘云可为物联网设备提供计算资源,对多个物联网设备在多个边缘云中的计算卸载进行研究。通过优化细粒度的卸载决策,解决时延敏感设备的计算卸载问题,在降低时延的同时考虑用户公平性,即优化物联网设备的时延并最小化其最大用户的任务完成时间。该优化问题是一个混合整数非线性规划问题,为了解决这个NP-hard问题,提出了基于潜在博弈论的分布式算法来降低运算复杂度。仿真结果验证了所提算法的收敛性,而且对公平性有显著提升的同时,对物联网时延影响较小。

时变信道下线性网络分批稀疏码秩分布研究

作为一种应用于多跳网络的低复杂度两步式编码技术,分批稀疏(batched sparse,BATS)码的传输性能与传输矩阵的秩分布直接相关。现有文献在假设各链路丢包率均为常数的前提下,研究了分批稀疏码在纠删信道下的秩分布。然而,在一些场景(如工业互联网),大量的移动节点部署在整个网络中,可能导致节点之间的信道变成时变信道,即链路上的丢包率随时间变化而变化。因此在假定网络中各节点之间链路丢包率随机变化的场景下,研究了随机线性网络编码(random linear network coding, RLNC)和系统重编码作为内码编码方案时,分批稀疏码传输矩阵的秩分布,推导了链路丢包率服从有限区间正态分布情况下归一化秩期望的闭合解,并通过蒙特卡洛仿真验证了该闭合解的正确性。

六经头痛片治疗脑缺血作用机制的网络药理学和分子对接研究

目的利用网络药理学方法预测六经头痛片治疗脑缺血的核心成分和靶点,并通过分子对接初步验证。方法在TCMSP、CRD、HERB数据库查询六经头痛片9味组成药物的化学成分,在PubChem和Swiss ADME平台获取化学成分SMILES结构并进行标准化,利用化合物SMILES结构在SEA数据库进行靶点预测;在OMIM、Drugbank、CTD数据库获得脑缺血疾病靶点,利用Venny 2.0获得药物和疾病的共同靶点,把共同靶点放入STRING 11.5数据库进行PPI分析,利用Cytoscape 3.7.2绘制PPI网络以及六经头痛片治疗脑缺血“药物-化学成分-靶点-通路”网络图;利用AutoDock 1.5.6软件进行分子对接。结果共得到六经头痛片63个有效化学成分和200个作用靶点,药物和疾病共同靶点27个,筛选得到核心化学成分β-石竹烯(Beta-Caryophyllene,BCP)、6-去氢姜二酮(6-Dehydrogingerdione,6-DG)、薄荷酮(Menthone)、落叶松脂醇(Lariciresinol),以及关键靶点白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子(TNF-α)、转录因子AP-1(Transcription factor AP-1,JUN)、半胱天冬酶3(Caspases3,CASP3)。结论六经头痛片中的β-石竹烯、6-去氢姜辣二酮、薄荷酮、落叶松脂醇可能通过作用于IL-6、TNF-α、JUN、CASP3从而发挥治疗脑缺血疾病的疗效。

工艺参数和结晶预处理对聚乳酸/聚己内酯共混材料微发泡的影响

随着组织工程技术的快速发展,聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)由于其优异的性能在组织工程领域得到广泛应用。文中采用超临界二氧化碳(ScCO_(2))对PLA/PCL(80/20)共混材料进行微发泡实验,研究了工艺参数和结晶预处理对PLA/PCL共混材料微发泡泡孔形态的影响,分析了泡孔形态与材料结晶形态之间的关系。通过改变饱和压力、保压时间和发泡温度等发泡参数来控制泡孔的形态。结果表明,工艺参数对PLA/PCL(80/20)共混材料的泡孔形态有很大的影响,提高饱和压力、控制适当的发泡温度和保压时间,可以获得均匀致密的泡孔结构。为了增强晶体对气泡成核位点的影响,对PLA/PCL共混材料进行了熔融结晶预处理,结果表明,熔融结晶预处理有利于形成完善的球晶结构,诱导泡孔成核,提高PLA的发泡性能,且PCL的加入对PLA结晶形态有很大的促进作用,可起到异相成核的作用,有利于形成均匀致密的泡孔结构。

钢-UHPC组合板环氧黏结界面抗剪与抗拉性能试验

文章以预制UHPC板与钢板采用环氧树脂黏结剂连接的组合结构为对象,开展了连接界面抗剪与抗拉的试验研究。试验结果表明,试件中的环氧树脂黏结剂和UHPC材料本身均保持完好;破坏位置,抗剪试件为黏结剂与钢板交界面,抗拉试件为黏结剂与UHPC的交接面;破坏性质为脆性,交接面出现滑移或分离后快速丧失承载力。抗剪强度受黏结面积影响不大,实测值平均值2.59MPa,抗剪强度设计值为1.36MPa。抗拉强度与黏结面积有关,当试件尺寸由160mm增大至200mm,实测值分别为2.74MPa和1.86MPa,降幅超过30%,抗拉强度设计值为0.78MPa。UHPC中钢纤维掺量在1%~2%范围内对抗拉黏结强度影响可忽略。建立了钢-UHPC组合板有限元模型进行受力分析。分析表明,在轮载作用下,黏结层以受剪为主,沿横桥向最为不利;最不利荷载工况的最大剪应力和竖向拉应力分别1.11MPa和0.15MPa,均低于黏结剂抗剪和抗拉强度设计值。根据试验和实例分析结果,考虑到黏结剂连接脆性破坏特性,建议重视胶结界面的处理,重点关注抗剪强度问题。

钢-UHPC组合板栓钉抗剪承载力、滑移与刚度计算

钢-Ultra-high performance concrete(UHPC)组合桥面板在大跨桥梁中具有较多应用,栓钉连接件对其组合作用的发挥起关键作用。为探究钢-UHPC组合板中栓钉抗剪性能,开展了6个栓钉抗剪推出试验,收集了6种抗剪承载力计算方法、5种抗剪滑移预测模型和10种抗剪刚度计算方法,根据试验结果分别进行计算分析。试验结果表明:所有试件中的栓钉均表现为焊缝与根部交界处剪断,UHPC板除在栓钉根部位置出现局部破损外,基本保持完好;栓钉的抗剪滑移曲线经历弹性、弹塑性和下降3个阶段;所有试件最大滑移量均小于3.5 mm,可取0.1 mm作为弹性极限滑移量。计算结果表明:现有部分规范计算UHPC中栓钉抗剪承载力时不考虑焊缝影响,计算结果偏低,根据该文2组试验数据和收集29组有效数据,提出考虑焊缝影响的计算式,建议UHPC中栓钉焊缝贡献系数取1.1;不同抗剪滑移模型预测结果差异大,建议采用反比例函数形式的模型预测,较为精确;栓钉的抗剪刚度取值由于未考虑栓钉实际处于受力状态,计算结果差异大,建议取滑移量0.1 mm对应的刚度作为弹性抗剪刚度;建立了栓钉抗剪滑移模型与抗剪刚度的关系式,在缺少试验数据时可为近似计算提供参考。